Фотоиндуцированный термокапиллярный эффект и его применение для измерения свойств жидкостей - Автореферат

Тюменский государственный университет Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Работа выполнена в Тюменском государственном университете на кафедре радиофизики. Научный руководитель: Безуглый Борис Антонович, кандидат физико-математических наук, доцент. Официальные оппоненты: Новиков Виталий Федорович, доктор физико-математических наук, профессор;Данная работа посвящена изучению возможности применения для измерений физических свойств жидкостей фотоиндуцированного термокапиллярного (ФТК) эффекта, открытого в конце 70-х годов независимо Г. Эффект наблюдается при облучении пучком лазера слоя жидкости со свободной поверхностью. Индуцируемое пучком локальное тепловое возмущение порождает термокапиллярные (ТК) течения, деформирующие свободную поверхность слоя в виде углубления, профиль которого зависит от ряда (более десяти) характеристик системы "лазерный Пучок / жидкий Слой / Подложка" (система ПСП). Идея использования ТК отклика в качестве источника информации о системе ПСП довольно долго не имела развития изза того, что ФТК эффект, принадлежащий междисциплинарной области на стыке оптики, теории тепломассопереноса, физической химии и т.д., изучали как объект теплофизики или гидродинамики, при этом отклик почти всегда оставался за рамками исследований. С другой стороны, не был развит подход(система параметров отклика и углубления, методы их измерения, терминология и т.д.) к исследованию ФТК эффекта и требовались обширные исследования зависимостей отклика и углубления от таких характеристик системы ПСП как толщина жидкого слоя, мощность пучка, оптические свойства жидкости и т.д.Во введении определены объект и предмет исследования, поставлена цель.Геометрические параметры системы ПСП, ТК углубления и отклика: 1 - пучок лазера, индуцирующий в жидком слое; 2 - на твердой подложке; 3 - ТК углубление; 4 - Лучи, отраженные поверхностью слоя, образуют пучок, в поперечном сечении которого наблюдается ТК отклик Здесь L протяженность слоя, а h0 его толщина, S расстояние от слоя до экрана; w радиус индуцирующего углубление пучка в плоскости слоя по уровню I0/e, а g - его расходимость; Q расходимость пучка отклика; z глубина ТК прогиба, ri расстояние от оси углубления до точек его поверхности, в которых локальная кривизна ТК углубления изменяет знак. Во второй главе описан новый фотоабсорбционный метод измерения глубины ТК прогиба и приведены экспериментальные данные, раскрывающие влияние на процесс развития углубления мощности индуцирующего пучка, показателя поглощения жидкости и толщины ее слоя. 3, из которого видно, что при постоянной мощности пучка, изменение его диаметра w на слое существенно сказывается на ТК отклике. Фотоабсорбционный метод измерения глубины ТК прогиба, основан на законе Бугера-Ламберта-Бера: (1), где: а - показатель поглощения жидкости, I0, I - интенсивности излучения, падающего на свободную поверхность жидкого слоя и прошедшего сквозь слой под дном углубления.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ